浅谈数字式保护测控装置现场调试及故障处理方法

井泽清

甘肃厂坝有色金属有限责任公司厂坝铅锌矿装备工程部  甘肃 陇南742504

摘要：本文总结电气设备安装投运前和定期预防性试验时数字式保护测控装置现场调试的一些方法经验，提出现场调试步骤、注意事项以及常见问题和解决办法。

关键词：微机型继电保护装置;现场调试;故障处理

前言

随着白银有色集团股份有限公司变、配电系统电网智能化的一步步深入，变电站综合自动化技术的运用，数字式微机测控保护装置逐渐取代了传统继电器，同时由传统的保护、测控单一型转化为在同一平台上实现微机保护、测量、监控及设备的管理和传送。公司诸多厂矿变电所已经更换了数字式微机保护装置，由于继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用，其性能是否发挥正常将对电力系统的安全运行造成重大影响，因此，如何掌控现场调试质量以及如何通过校验提高微机保护装置的安全性、可靠性显得尤为重要，企业面临着此类系统装置的调试问题。

1、微机型继电保护装置回路调试

1.1 一次、二次系统的接线检查

通电前检查。通电前首先检查装置的外观是否完好、端子、键盘、LCD显示器是否完好，元器件是否松动、脱落，有无机械损伤，接线是否牢靠。检查各插件是否插入到位。人机接口和面板连接是否可靠 。

绝缘电阻测量。绝缘检查前，需要确保装置端子与现场二次回路无任何电气连接。分别短接交流电压回路、交流电流回路、直流电源回路、开关/信号输入回路、开关/信号输出回路，用500V摇表分别测量各组回路对地及相互间的绝缘电阻，要求不小于100兆。

开关控制回路的调试。送出直流屏控制电源、合闸电源，检查一次开关侧储能电源或合闸电源保险是否合上，手动逐一合上装置电源开关和控制回路开关，检查控制回路、断路器位置指示灯是否对应，应带断路器操作一次合闸传动和一次跳闸传动试验，并确认断路器正确动作。观察信号灯及液晶显示，分合闸是否正常;如不正常要立即关闭控制电源，查找原因。若装置告警信号提示控制回路断线应检查控制回路接线。

开关状态在后台机上的反应。手动逐一分合一次侧断路器、隔离开关、接地刀等，查看后台机上的显示名称、时间是否正确对应，断路器、隔离开关、接地刀状态显示是否正确。若与实际相反，检查断路器、隔离开关、接地刀辅助触电常开常闭点是否接反，或检查后台机遥信量组态改正。

变压器等信号的检查。变压器本体瓦斯、温度、压力等信号的后台机上的显示名称、时间是否正确;重瓦斯、压力信号应跳主变各侧断路器，轻瓦斯、温度高信号应报警。变压器测温电阻有3根出线，一根接测温电阻一端，另两根共同接测温电阻另一端，用以补偿从主变到主控室电缆本身的电阻，提高测温的精度。

二次交流部分的检查。用升流器在一次侧分别对A、B、C三相加单相电流，对二次电流回路进行完整性检查，不应出现开路或者分流的现象，在保护装置面板查看保护和测量回路电流的数值、相别，用标准0.2级电流表串接在电流回路中，对比标准表和装置显示的电流是否一致。最后在后台查看电流显示是否正确。用升压器或微机保护测试仪在TV二次侧对分别对A、B、C三相加100V电压，检查对应母线上所有保护、测量、计量电压回路应有电压，其他母线上应无电压，保护装置面板、后台机电压显示值对应正确和0.2级标准电压表测量值应相对应。加三相电压，用相序表测量保护、测量、计量电压相序与所加电压相序对应。

1.2装置保护功能的调试

装置保护功能的调试一般根据线路、变压器、电动机、电容器等继电保护装置类型，依据设计定值，用专用继电保护测试仪在保护装置上加电流或者电压，检查装置动作精度并传动断路器，模拟一次故障使保护动作并跳闸，确认跳合闸电流保持状态的完好。在后台机上就正确显示保护动作信息，开关变位信息和动作时间数据。

1.2.1过流Ⅰ段、过流Ⅱ段的调试

变电所中变压器、电动機、线路等设备大都采用二段式过流保护（过流Ⅰ段、过流Ⅱ段），过流Ⅰ段保护按躲过启动电流整定，时限可整定为速断或带极短的时限，该保护主要对变压器、电动机等设备短路提供保护。当任一相达到整定值，且过流Ⅰ段保护在投入状态，则定时器启动，若持续到整定时限，则立即跳闸。过流Ⅱ段保护，又称堵转保护，它是在电动机启动完毕后自动投入，该保护可根据启动电流或堵转电流整定，主要对电动机启动时间过长和运行中堵转提供保护。在超过电动机启动时间后，当任一相达到整定值，且过流Ⅱ段保护在投入状态，则定时器启动，若持续到整定时限，则立即跳闸。过流Ⅱ段还可以通过控制字选择该段采用定时限还是反时限特性。而有些微机保护装置要想实现反时限功能必须选择过流Ⅱ段和Ⅱ段反时限同时投入，反时限才起作用。

1.2.2过电压和低电压试验。

过电压试验：三个相间电压中任一相大于过电压保护整定值，时间超过整定时间过电压保护动作。低电压试验：三个相间电压均小于低电压保护整定值，时间超过整定时间低电压保护动作。所以必须用三相调压器试验，若最大相间电压小于30V，且任一一相电流大于0.3A或负序电压大于8V，低电压拒动。这就是所谓的PT断线10秒后报警，PT断线期间自动退出低电压保护，所以低电压保护和PT断线闭锁均应投入，方可实现低电压保护。试验接线原理图见下图所示：

例如铜业公司2#变电所低电压保护一组试验数据如下（低电压整定值为70V，9S）：

如上表所示，调节三相调压器使微机保护装置电压回路电压从100V降至表中数据，装置无跳闸信号，后来检查三相调压器不同期造成负序电压大于9V，虽然所加电压低于70V达到9s后，开关无跳闸。造成三相试验电源不平衡的原因一是输入电压本身不平衡，二是接零不可靠。

1.3 装置监控功能的调试

装置遥控功能的检查：后台应能可靠准确地遥控断路分合闸。如遥控失败，查找原因。测控装置或控制回路是否上电;直流屏合闸电源或者一次开关处保险是否投入;测控装置通讯是否已通;装置远方、就地切换开关是否切到远方位置;控制回路接线是否正确。

1.4 装置打印、声音报警功能的调试

要求打印机设置正确，打印图形、报表美观，大小合适。能够实现自动打印和手动打印。对断路器、隔离开关等开关量加声响报警功能，对保护动作信息加声响报警功能。与智能直流屏、智能电度表、五防等装置的通讯应正确。在最后阶段应对整个综自系统完善，确保综自系统防雷抗干扰，检查各屏上标签框上应做好正确标识。

1.5 差动保护极性校验。

主变压器带上一定的负荷后，才能判断出变压器差动极性。在监控后台机上查看某一时刻主变电流采样数据，根据差流相数据的大小判断差动极性，也可通过对各相电流的波形分析差动极性。正常状态下，对于两圈变压器在同一时刻，主变压器高低压侧A-a，B-b，C-c相电流波形应正好相反，即高压侧为正半波数据，低压侧为负半波数据，且最大值相加应为0。若设备投用时差动保护动作跳闸，应检查一二次回路相序是否一致。电流互感器二次极性接线是否正确。

1.6 带方向保护的方向校验。

线路带上一定的负荷后，在监控后台机上看某一时刻同电流电压数据进行分析。

例如：线路输送功率为从变电站向线路送电，则A相电压正半波最大值应超前A相电流正半波最大值一定角度（最大不超过180度），即同半波数据内电流最大值落后电压最大值几个采样点;否则，线路保护方向错误。根据装置采样频率可以算出两点之间的角度，如12点采样，则两点之间为360度/12=30度。同理，可校验B、C两项。

2、运行及维护

2.1 装置投用前应仔细核对。装置应无任何告警呼唤异常现象;装置各组定值应与定值清单相符;装置运行定值区和保护投退压板应符合设备的运行要求;装置反映的断路器位置及其他辅助开关位置应与实际情况一致。

2.2装置运行。正常运行时，结合LED指示灯和LCD显示屏，装置可全面反映自身的工作状况和设备的实时运行数据，不需要人工干预。如果出现保护动作情况，应及时调出保存相应的故障记录和录波数据，以供事故分析。事故处理结束后，应复归装置的动作信号接点和相关LED指示灯。如果出现告警呼唤等异常情况，需要给予足够的重视，应详细记录当时所观察到的现象。如属于设备运行工况异常（如过负荷、零流告警等），按相應运行规程处理解决。如属于装置关键部件异常，应立即停机检修。告警原因排除后，应复归装置的告警信号接点和相关LED指示灯。

2.3运行注意事项。运行中不允许随意拆装装置;运行中不可以随意操作面板;运行中不可以随意进行硬件测试、定值整定等对装置重要运行参数的修改操作，以免造成装置的不正确动作或影响其整体性能。

3、常见问题及解决方法

3.1 电源问题。比如电源输出功率的不足会造成输出电压的下降，若电压下降过大，会导致比较电路基准值的变化，充电电路时间变短等一系列问题，从而影响到微机保护的逻辑配合，甚至逻辑功能判断失误。尤其是在事故发生时有出口继电器、信号继电器、重合闸继电器相继动作，要求电源输出有足够的功率。如果现场发生事故时，微机保护出现无法给出后台信号或是重合闸无法实现等现象，应考虑电源的输出功率是否因原件老化而下降。

3.2装置在运行中定时自检，包括定值区、开出回路、采样通道等部分，发现异常时主动上送告警报告，点亮告警指示灯。后台机显示电流、电压不准确。应查看后台机PT、CT变比设置是否正确，再查看二次接线是否有误，CT二次侧是否被短接。CT、PT回路有无断线。

3.3硬件故障主要有：按键失灵、显示屏显示不正常、插件损坏等。可能的原因有运行时间太久使得按键机械部分接触不良导致失灵，或者是设备内部连接线损坏导致按键盘失灵;显示屏液晶面板受潮或受到损坏，显示芯片损坏;插件问题可能是插件电路电容长时间运行损坏，电源芯片损坏等原因造成。微机保护装置集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，可使两焊点之间形成了导电通道，从而引起继电保护故障发生。

3.4 软件故障主要有软件设计有缺陷，特别是不易实现反时限过流或试验结果和整定值相差甚远，此问题在两家变电所调试时均发现，最后要求厂家重新设计开发软件，此问题得以解决。建议安装、国内知名厂家微机型继电保护装置可靠性强。

4、结语

数字式保护测控装置是一种新型的产品，在公司各厂矿变电所刚推广运行，所以对运行调试中发现的问题及时总结是非常必要的，这对设备安全、平稳运行非常重要。

参考文献

[1].杨奇逊主编.微机型继电保护基础.北京：中国电力出版。2000

[2].陈树德主编.计算机继电保护原理与技术. 北京：中国电力出版社.2000

[3].国电南京自动化股份有限公司.WMZ—41微机母线保护装置.2000

[4].北京四方继电保护自动化股份有限公司CSC-200数字式保护测控装置。2009